我国工程地质的研究现状

2024-05-17

1.  我国工程地质的研究现状

我国的工程地质学经过近50年的发展,今天已成为一门研究内涵丰富、理论体系严谨,具有中国特色的综合性学科,并且是国际工程地质界的重要一员。
纵览中国工程地质学的研究领域,是相当广阔的。主要的有以下几方面:
一、岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立
大量的岩体工程实践遇到的是地基、边坡和地下工程围岩的变形破坏问题,促使工程地质学家与岩石力学家、土木工程师们关注对岩体介质特性的研究,认识到岩体与岩石是既有着本质区别又相互联系的介质。著名工程地质学家谷德振和他的同事们在一系列岩体工程勘察中,发现岩体的力学性质和行为主要受控于软弱结构面的展布,包括层面、断裂面、节理、片理等,使岩体成为非连续、非均质、各向异性的介质。他们首先从地质建造着手,划分工程地质岩组,运用地质力学理论方法,研究结构面的形成机制和空间分布规律,进而研究岩体结构特性,划分岩体结构类型。再按不同结构类型和工程建筑要求进行岩体力学试验及测试,最后再根据岩体结构特征和力学属性,建立力学模型作数学模拟和稳定性分析。将工程地质学与地质力学、岩石力学有机地结合起来,创立了岩体工程地质力学。它的理论体系、研究思路和方法,在国际上独树一帜。
20世纪80年代中期以来,在中国科学院地质研究所设立了工程地质力学开放研究实验室,吸收国内学者共同协作,开展工程地质前沿课题和生产上需要解决的问题的研究工作,每次学术委员会上都要讨论工程地质学发展的趋势和应制定的科研方向。无形中成为我国工程地质学的研究中心,推动着我国工程地质学的不断发展。
二、区域工程地质和区域地壳稳定性研究
我国地域辽阔,受地质和自然地理条件制约,区域工程地质条件复杂。因此,区域工程地质研究对国土资源开发利用,工程规划布置以及地质环境保护等意义重大。早在20世纪50年代末,老一辈工程地质学家刘国昌、张咸恭、姜达权等就开展了此项研究工作,出版专著和编制全国工程地质分区图。几十年来,各大河流域、部分省区和西南、西北山区都开展了较系统的区域工程地质和环境地质研究,积累了丰富的资料。经过数年的努力,于1990年首次出版了由任国林主编的1∶400万《中国工程地质图及说明书》,并附有全国工程地质分区图;1992年出版了由段永侯主编1∶600万《中国环境地质图系》,图系以工程地质内容为主。标志着我国区域工程地质环境研究取得了丰硕的成果。
“区域地壳稳定性”的术语是由原苏联工程地质学家最早提出的,但未作说明和专门研究。在20世纪50年代末,我国学者谷德振和刘国昌倡导此项研究工作。它的涵意是指岩石圈内正在进行的地质、地球物理作用对地壳表层及工程建筑安全的影响,即地壳现代活动对工程安全的影响程度。其研究思路是以地质力学理论为指导,强调以地质构造研究为基础,以断裂活动性、现代地应力场和地震活动性为主要研究内容,最终进行区域稳定性分级,分区和评价。在该研究领域,胡海涛等依据李四光的“安全岛”思想,指导重大工程场址的选择,取得了重要成果。例如,二滩水电站和大亚湾核电站的成功选址即是。区域地壳稳定性研究对我国工程地质勘察来说,具有特殊的意义,这也是具有中国特色,且在国际上处于领先地位的研究领域。
三、环境工程地质和地质灾害的研究
环境工程地质是现代工程地质学的一个分支,是研究由于人类工程—经济活动所引起的区域性和危害人类及工程安全的工程地质作用。这些有害的工程地质作用是诱发地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、泥石流等,它们常导致地质灾害。环境工程地质就是研究这些作用(或问题)产生的机制和条件,进行预测和防治,其目的为了合理利用和保护地质环境。我国正式研究环境工程地质始自20世纪60年代的新丰江水库诱发地震和上海的地面沉降。80年代初以来,共召开了四次全国性的环境工程地质学术讨论会,涉及的内容丰富多采。有些研究成果在国际上处于先进地位。例如,上海地面沉降的防治,区域性滑坡预测模型。1995年出版了第一本由刘传正著的《环境工程地质学导论》,全面论述了环境工程地质理论体系,基本研究内容以及各类环境工程地质作用研究的内容和方法,展示了环境工程地质的前景。
与环境工程地质相关的地质灾害的研究,也主要由工程地质界承担的。近十多年来,对危及人类和工程安全的各种地质灾害,都进行了广泛而深入的研究。在1989年1月召开的全国地质灾害防治工作会议期间,成立了主要由工程地质学家参加的全国地质灾害研究会,次年又创办了《中国地质灾害及防治学报》,对地质灾害的研究起了促进作用,对地质灾害的分类,形成机制、分布规律,预测方法及防治对策与措施等研究成果,及时在学报上开展交流。90年代还编制了中国地质灾害类型图,出版了段永侯等的专著《中国地质灾害》。众多的研究成果及著作,还有具体防治工程的成功,确立了我国在这一领域的国际地位。
四、特殊土结构和工程特性的研究
藉助于测试技术的现代化,我国在特殊土的微观结构及其工程特性的研究方面也有了长足的发展。所谓特殊土,指的是成分和结构特殊,其工程(地质)性质也特殊的土类。我国几乎所有的特殊土皆有分布,诸如淤泥土、黄土类土、膨胀土、盐渍土、红粘土,多年冻土等,它们的分布都具地域性,因此也可称之为区域性土。由于特殊的不良工程性质,对当地工程建设以及生命财产的安全意义重大,因而促使学者们开展了这方面的研究。这里需要特别指出的是,张宗祜、高国瑞、黄熙龄、孔德坊、李生林等学者长期以来对黄土类土、膨胀土和淤泥类土所进行的卓有成效的研究成果,有关它们的微结构特征和分类、物质成分、工程特性及指标,建筑稳定性评价以及处理措施等,都进行了深入的研究。
五、工程地质勘察的理论和技术方法
工程地质学为工程建设服务是通过勘察工作来实现的。工程建筑与其所在的地质环境之间存在着相互作用和相互制约的矛盾关系,要通过工程地质勘察才能搞清楚。50年来,难以计数的大大小小各类工程建筑通过勘察,积累了十分丰富的经验和教训。总地说,我国的工程地质勘察经历了三个历史阶段:第一阶段是1966年以前,勘察工作体制由全盘学习苏联到自主独立发展,勘察工作严格按规范要求进行,为国家基本建设的一批重大工程项目提供了地质依据。当时在工程选址和场地评价中,着重于工程地质条件的阐明和定性评价为主。第二阶段是1966年到1978年,“文革”期间工程地质勘察受到严重干扰而很不正常,破坏了基本建设程序,一些大工程搞了边勘察、边设计、边施工的“三边”方针,盲目简化勘察程序,有的重大工程实际上搞了一次性勘察,造成严重损失。如葛洲坝水利枢纽、焦枝铁路、第二汽车制造厂等工程即是。第三阶段1978年以来,以经济建设为中心的改革开放年代,形成了较完整的工程地质勘察体制,制定新的勘察规范,与国际接轨,勘察质量大大提高。在土木工程中又引进欧美国家的岩土工程技术体制,两种技术体制并存。一些重大工程采取国际招标方式,以引进国外先进的勘察技术和资金。工程地质勘察工作进入了一个新的历史阶段。
经过数十年实践和理论研究,逐渐形成和完善了我国工程地质勘察的理论体系,即“以工程地质条件的研究为基础,以工程地质问题的分析为核心,以工程地质勘察技术方法为手段,以工程地质评价决策为目的。”这一理论体系在由张咸恭、王思敬和张倬元主编的《中国工程地质学》中得到了充分体现。可以无愧地说,我国的工程地质勘察事业在上述勘察理论体系的指引下取得了巨大成就,令世人嘱目。例如,三峡、小浪底、二滩、刘家峡、龙羊峡等一批巨型水利枢纽和水电站工程;大亚湾、秦山核电站;宝成、兰新、成昆、南昆、大秦、京九等铁路干线;还有许多新兴的城市、矿山等等。所取得的优质勘察成果,保证了工程的顺利设计、施工和运行,也得到了国际同行们的赞许。在勘察基础上,形成了“水利水电工程地质”、“铁路工程地质”、“矿山工程地质”和“城市及房屋建筑工程地质”等专门工程地质系列。
当前,新技术方法在工程地质勘探中被推广应用,已取得了较好效果。例如,遥感图像(航卫片)在工程地质测绘填图中的应用;大口径钻进和小口径金刚石钻进在水电工程地质勘探中的采用,砂卵石层钻探与取样新技术,套钻和岩芯定向钻进技术;声波探测、地质雷达、地球物理层析成像技术(CT)、钻孔彩色电视录像及图像处理系统等物探技术的使用;计算机技术在工程地质勘察中普遍采用,各种专用软件的开发等。
50年来我国的工程地质教育一直兴旺不衰。至今全国有十余所高等学校设置有培养工程地质专业人才的院系,为国家培养输送了大批研究生和本科生。此外,在中国科学院地质研究所等多所科研机构专门培养工程地质专业研究生。形成了一支宏大的工程地质专业队伍。在教学实践中,编写出了各具特色的系列工程地质专业教材。高校和科研院所还承担了一些重大的生产和科研课题,既完成了生产、科研任务,又培养了优秀专业人才。
中国工程地质界与国际工程地质协会的联系密切,在20世纪80年代初不少同行加入了国际工程地质协会,建立中国国家小组,随工程地质专业委员会一起活动。中国工程地质界积极参加国际工程地质协会组织的学术活动。自1983年起我国组团参加了历届国际工程地质大会,所提交的论文数都位居前列。现任国际工程地质与环境协会主席,是我国工程院院士王思敬教授,他是1998年在荷兰阿姆斯特丹举行的第8届国际工程地质大会上被推选担任此职的,这是中国工程地质界的骄傲!

 我国工程地质的研究现状

2. 国际地质学史研究现状及其趋势的初步认识

张九辰
(中国科学院自然科学史研究所)
科学的地质学产生于18世纪的最后25年,而地质学史研究则出现于19世纪早期。与其他学科相比,地质学这门学科的特点之一,就是学科史研究一直与这门学科的发展相伴而行。许多地质学家在从事学科研究的同时,也在努力研究这门学科的发展历程。例如,科学地质学的奠基人赖尔(Charies Lyell,1797~1875)在其地质学的划时代著作《地质学原理》(1830~1832)中,就包含有地质学发展简史的论述。英国著名地质学家盖基(Archibald Geikie,1835~1924)的《地质学奠基者》,更是早期研究地质学史的代表性著作。
地质学的发展历史上英雄辈出,机构林立,也进一步促进了对这门学科的历史研究。因此,历史上关于地质学家和地质机构的研究论著异常丰富。地质学机构也是世界科学机构中建立较早的领域,像英国地质调查局就是英国历史上第一个官方出资建立、且一直发展至今的科学机构。因此一些重大的纪念日,例如,学术机构的周年纪念、著名地质学家的生辰纪念等,都推动了相关研究论著的问世。
地质学史是对地质学科发展过程的梳理和解释。但是在不同的历史时期,这些解释是在不断发生变化的。因此,随着时间的推移,地质学史研究的内容、方法、角度也在缓慢地变化当中。
一、地质学史研究内容的转变
早期的地质学史研究,是作为地质学的一个部分,由地质学家利用业余时间思考与探讨的问题。因此,这个时期关于地质学各门分支学科发展历史的研究论著较多。由于各门学科发展的不均衡,地质学分支学科史研究的差异也很大,其中以古生物学史和第四纪地质的历史研究论著最为丰富。
第二次世界大战胜利以后,地质学史研究开始成为一个专门的学术领域,一些历史学家、科学史家和社会学家也开始关注地质学的发展历史。另外,随着地质学各分支学科的快速发展,对学科的理论发展史进行研究,已经变得越来越困难。因此机构与人物史研究逐渐成为地质学史研究的主体,尤其是关于地质学家的传记著作,数量尤为庞大。这个时期研究的重点,大多集中在17~19世纪的欧洲地质学发展史,关注的焦点也从地质学的内史转变到了地质学社会史。
近几十年,对20世纪地质学发展的历史研究,才开始逐渐走入人们的视野。众所周知,地质学在20世纪取得的成就,可以说比过去几个世纪取得成就的总和还要多。对20世纪地质学科发展历史的研究不但重要,而且也十分紧迫。但是与对过去几个世纪地质学史研究相比,对20世纪地质学史的研究存在着相当多的困难。首先,这段历史离我们太近,很多结果还没有“沉淀”下来,还有待时间的检验;其次,20世纪地质学的学科分化速度很快,专业的深化程度和知识信息量已经大到仅靠个人的力量无法把握。现在要想撰写一部涉及地质学各门分支学科的历史变得几乎不可能。第三,这个时期的很多亲历者仍然在世,为生者讳成为研究20世纪地质学史中面临的一大问题。虽然有着种种的困难,但是当代学者越来越关注20世纪地质科学的发展历史。因此,对20世纪地质学史的研究逐渐成为国内外学者关注的重点。
早期从事地质学史研究的学者,主要在地质学领域,很少有社会学家介入地质学史研究。但是随着知识的全球化以及跨学科研究的兴起,越来越多的来自地质学领域以外的学者。例如,科学史、历史学、科学社会学、科学人类学、科学哲学等领域的学者,也开始关注这门学科的发展历程。相邻学科领域学者的介入,给地质学史研究带来了新的视角和新的研究方法。近些年,对于地质学思想史和地质学社会文化史的关注也开始增多。
二、地质学史研究的国际组织
在自然科学领域,每一门传统的学科,都有相应的研究机构、有稳定的研究队伍和充足的经费来源。但是在自然科学的学科史领域,其体制化建设还很薄弱,尤其是专门学科历史研究的体制化更加困难。目前为了某一门学科的历史研究,建立起专门的研究机构还十分困难,即使像科学史研究这样的综合性研究机构,在全世界也是凤毛麟角,只有中国和俄罗斯有较大规模的研究实体。因此地质学史研究,目前主要依靠松散的学术组织,以及有关的学术刊物、学术会议维持交流,并推动着这项工作的进展。
目前,地质学史研究的唯一国际性组织是国际地质科学史委员会(International Com-mission on the History of Geological Sciences),简称INHIGEO。INHIGEO最初是由苏联地质学家I.I.Gorsky于1964年在德里召开的第22届国际地质学大会上提议创建的。1967年,在亚美尼亚首都耶烈万召开的国际地质科学联合会会议上,该委员会正式创建。IN-HIGEO最初有来自16个国家的31名会员。这16个国家分别是:澳大利亚、比利时、捷克斯洛伐克、丹麦、东德、法国、印度、日本、新西兰、波兰、西班牙、瑞典、荷兰、英国、美国和苏联。INHIGEO的第一任会长,是苏联学者V.V.Tikhomirov教授,副会长是荷兰学者R.Hooykaas教授,秘书长是波兰学者K.Maslankiewicz教授。除了Tikhomirov和Hooykaas外,INHIGEO的其他会员都是地质学家。他们中的一些人甚至是著名的地质学家,并在第二次世界大战后开始对地质学史研究产生了兴趣。
目前INHIGEO大约有来自近50个国家的200多名会员。它的会员构成,也一直在慢慢地变化。早期的会员多是地质学家,而现在越来越多的职业科学史家参与到INHIGEO的各种工作当中。INHIGEO的主要目的是致力于推动地质学史研究的国际合作。它通过组织学术会议、出版《通讯》和文集,以及积极参与有关的国际学术活动等方式开展工作。INHIGEO每年出版一期《通讯》,每两个月向各国会员发送电子简报,沟通消息、介绍各国地质学史研究动态、会议及有关网站情况。
值得一提的是美国地球科学史委员会(History of Earth Science Society,简称HESS)。该组织是在1981年的美国地质学会年会上创建的,其最初的宗旨,就是创办一份刊物,以广泛地促进科学家、科学史家和档案工作者的交流。近年HESS也在努力扩大其影响,力图把该组织变成一个国际性的组织,其组织的骨干成员也是INHIGEO的骨干成员。该组织近年通过与相关的组织联合举办学术会议并及时出版会议文集、开设网站等途径以扩大影响。
三、主要出版物及作者群体
关于国际地质学史研究的文献,《地球探赜索隐录》的作者,较为全面地概括了20世纪90年代中期以前的地质学史研究论著。这里主要分析近一二十年中,国际地质学史的主要刊物、出版物及其影响。
世界范围内,地质学史的专门刊物只有两种:每年出版两期的Earth Science History和INHIGEO每年出版一期的《通讯》。
Earth Science History是美国地球科学史委员会(HESS)的出版物。该刊物正式创办于1982年,该刊第一期编辑和目前的主编,都曾经担任过INHIGEO的秘书长。该刊物主要发表地学史领域研究性论文,其中以地质学史为主体。此外,介绍新出版的地学史论著的书评,也是该刊的一大特色。为了扩大刊物的影响,Earth Science History一直保持较低的价位,并积极邀请非英语世界的学者撰写学术论文。
INHIGEO的《通讯》至2013年已经出版到了第45期。与Earth Science History以研究性论文为主不同,《通讯》除了研究论文外,还发表口述访谈、会议消息、各国地质学史研究状况和各国会员报道等。《通讯》不但信息量大,而且及时,成为反映国际地质学史研究现状和地质学史学术研究交流的有效平台。
此外,世界各国也会不定期出版地质学史的研究文集。但由于这些文集属于非定期出版物,又分散于不同的国家或地区,具体数量较难统计。像伦敦地质学会每年资助出版的特刊中,也包含有地质学史的专题文集。此外,国际地科联的刊物Episod和其他科学史类、历史类,甚至社会科学类的刊物上,也偶有涉及地质学史的研究性文章。
国际地质学史研究,长期以来一直以人物研究为主。从笔者对近10年Earth Science History上的文章内容所作的一个粗略统计可以看出,人物研究一直是地质学史研究的主要内容。同时,笔者还对该杂志的作者群体作了初步的统计,发现目前该杂志的作者群体仍然是以地质学家为主体。
如果从INHIGEO这个国际组织的人员构成来看,近些年来,研究地质学史的专业领域还是相当广泛的,地质学家、历史学家、科学史家、科学哲学家、博物学家……很多学者都参与到了地质学史的研究当中。
四、非英语世界的地质学史研究
地质学是区域性科学,因此地质学国别史研究也是地质学史的重要组成部分。目前已有不少国家出版有国家地质学史的研究论著。但是这类文献多用其本国文字发表,由于语言及文化背景的障碍,这方面研究的国际交流比较困难。
由于目前国际学术组织、刊物使用的语言是英语,所以前文既是国际性研究的介绍,也是对英语世界地质学史研究的综述。但是地质学研究具有地域性特点,不同的国家和地区都有各自的特色,而且就地质学学科史而言,规模大且发展好的国家并不在英语世界。因此,这里专门介绍几个非英语国家的地质学史研究现状。
1.俄罗斯
地质学史的教学始于苏联,地质学史研究机构也以苏联建立最早、规模最大,国际地质学史组织的创建也是由苏联学者首先倡议,并在苏联创建的。目前,俄罗斯仍然是世界上拥有地质学史研究机构的少数国家之一。
俄罗斯有着强大的科学史研究实体,涉及地质学史研究的研究实体主要有:俄罗斯科学院科学技术史研究所、俄罗斯地质博物馆地质学史研究部。两个部门有一定的学术交流,但由于研究传统的差异,这些交流多为个人行为,机构的联合与合作则较少。近些年,在国际地质学史学术交流中较为活跃的俄罗斯学者,大多来自他们的博物馆系统,而非地质学史研究机构了。
可能与多数成员来自博物馆系统有关,俄罗斯的地质学史研究一向重视史料的收集与整理。他们还专门建立起“俄国的科学遗产”数字图书馆:http://nasledie.enip.ras.ru/index.html。该网站收录有300部原始论著,语言有俄、法、德、英等。目前他们已经收集了23名地学家的34部出版物,还有6个博物馆的古生物及矿物收藏品。另外,俄罗斯还建设有地质学史网站:http://www.benran.ru/SEMINAR/SEM/Sb-11/sbornik/doc250.pdf。俄罗斯地质学史研究,还十分重视对地质学家的人物传记研究,并在每年组织俄罗斯著名地质学家的纪念会。
2.日本
日本地质学史研究一直比较活跃。该国不但定期组织学术交流、出版学会通讯,而且在有关科学史刊物上也经常发表地质学史的文章。日本地质学史的学术组织是Japanese Association for History of Geological Science,该组织还仿照国际组织的简称,将日本学术组织简称为JAHIGEO。这个组织每年召开3~4次会议,其会员也参与日本科学史学会组织的活动。此外,JAHIGEO每年出版2期日文通讯,至2012年已出至39期;1期英文通讯,至2012年已出至14期。日本地质学史研究的英文刊物,每年发送给国际INHIGEO会员,以利于各国学者了解日本的地质学史研究工作。从目前该国的出版物来看,日本学者也重视地质人物研究,尤其是对19世纪在日本工作的西方地质学家和开创时期的日本本土地质学家多有研究。
3.德国
德国成立有History of Earth Science 小组,每年举行研讨会。2012年的会议主题是20世纪的地质学家。德国从事地质学史研究的人数不多,而且主要以博物馆为依托。因此,德国地质学史研究内容广泛,涉及地质人物、矿山史、学科史,并对大型国际合作项目进行研究。德国学者利用博物馆的优势,经常举办有关展览。近两年出版过两期不定期出版物:History of Earth Sciences in the German Democratic Republic.
4.中国
中国在中国地质学会下设有中国地质学史专业委员会。该专业委员会成立于1980年。该学术团体成立后,共召开了25届学术年会;有不定期的出版物《地质学史论丛》,现已出版五集。该学术团体成立后,在中国古代地学思想、地质事业史、地质学科史、地质教育史、中外交流史及地学人物史等方面组织、开展研究,取得了大量研究成果。
五、对地质学史研究的几点认识
国际上地质学史的专门研究机构很少。由于世界各国普遍缺乏地质学史研究实体,在没有充足的经费支撑、稳定的职业地质学史研究人员的情况下,地质学史研究在国际上还没有形成统一的规范和具有强大影响力的主流研究趋势。目前,地质学史研究仍然分散在不同的学术领域和部门当中,所以地质学史研究主题和研究方法的统一,尚待时日。
地质学史是一门综合的、边缘杂交的学科,其本身并没有形成成熟的理论框架和研究范式。因此,从事地质学史研究必须借鉴相邻学科的研究方法,例如,地质学、历史学、科学社会学、人类学、科学哲学等学科的概念和思想、引入其研究方法。只有通过跨学科的研究与合作,才能使地质学史研究摆脱题材狭窄、方法陈旧、门类单一、交流不畅等缺陷。
经过几十年的发展,国际地质学史研究仍然面临着不少的问题。尤其是随着地质学分支学科的不断增加和研究的深化,撰写全面性的地质学史综述性论著已经变得越来越困难。学科的不断分化,造成的问题就是如何建立对话平台,避免自说自话,这就需要寻找共同感兴趣的话题。对于共同话题的认识,目前国际地质学史界仍在探索之中。比较集中的议题有地质人物研究、地质机构研究、重要分支学科的历史研究、重大地质事件及理论研究,以及地质教育史研究,等等。研究的角度,也开始从学科内部的历史转向研究学科发展与社会文化环境的关系的科学社会史方面。
20世纪50年代,英国学者C.P.斯诺在“两种文化”的演讲中指出,科技与人文正被割裂为两种文化。科技和人文知识分子正在分化为两个言语不通、社会关怀和价值判断迥异的群体,这必然会妨碍社会和个人的进步和发展。斯诺提出“两种文化”对立的观点后,人们一直在寻找着沟通两者之间的桥梁。地质学史研究,或可成为联系两者的重要纽带。从国际地质科学史研究委员会的人员组成也可看出,不同学术领域的学者正在利用这个学术平台,逐渐走到了一起,开始了交流与对话。而下一步的目标,就是如何促进双方的合作,以建立统一的研究范式。
地质学史研究的融合,不仅是来自不同学术领域的融合,而且还包括来自不同国家和地区的融合。从国际学术界研究现状来看,中国的地质学史研究并不落后。但是,由于语言的障碍、文化的差异、研究侧重点的不同等多方面的原因,中国地质学史研究并不为国际学术界所了解,也没有融入地质学史研究的主体当中。近些年,随着国际学术交流的加强,更随着跨国史研究和史学全球化潮流的到来,与国际接轨、与国际学术界开展学术对话甚至争论,将是中国地质学史研究发展的必然趋势。

3. 世纪地质工程学发展的瞻望

地质工程是在20世纪80年代开始被认识的,最近才形成为一门地质工程学学科。对它的认识、形成和发展是在国民经济建设中地质工程建设类型和规模不断增多和加大而逐步发展起来的。今天来说,地质工程学的形成还是初步的,还不完善,但是,它的发展是势不可挡的,原因就在于地质工程建设将与日俱增地迅猛发展。
资源、环境、人口将继续是21世纪的持续发展的重大问题,这是社会发展的必然,这里必然涉及大量的巨大的地质工程建设。如为了开发地质资源,矿山采掘深度将越来越大,我国煤炭开采深度已经超过1000m,21世纪将向2000m采深进军。水电开发规模亦将越来越大,工程地质条件越来也越复杂;我国水力资源80%分布于高山峡谷和高地应力、强地震活动的西南地区,一些大型的高坝坝基工程、地下厂房、深埋长大引水隧洞工程将频繁出现。南水北调工程将是21世纪势在必行的跨流域的综合性工程,其中绝大部分都是地质工程。平原区和高山峡谷地区的铁路、公路建设将加速发展;平原区的软土路基,高山峡谷地区的高边坡、深埋长隧洞工程将比比皆是;地质工程类型之多,规模之大,工程地地质条件之复杂将是惊人的。人门已经认识到地质环境是关系到人类的生存的大问题,山崩、滑坡、泥石流、采空区塌陷、水土流失、沙漠化的治理,实质上都是地质工程,更恰当地说,是环境地质工程,作为地质工程的一个重要分枝——环境地质工程将应运而生。随着人口的不断增长,21世纪内地面空间利用将越来越紧张,地下空间的利用将是人们关注的焦点,城市地下停车场、多层地铁、地下仓库、地下商场、地下城市等将迅速出现,建设深度将达千米,地下空间的利用规模越来越大,地质工程问题越来越复杂。随着社会发展,经济建设规模日趋增大,地质工程建设中的工程地质条件日趋复杂,仅凭经验解决地质工程建设中的问题,越来越力不从心,这就要求有完整的地质工程学理论和地质工程技术指导解决这些问题,这是大势所趋,是不以人们意志为转移的客观规律。
为了满足大规模地质工程建设的需要,必须完善地质工程理论和地质工程技术。为了满足21世纪地质工程建设的需要,急需发展和完善下面几个方面地质工程理论和地质工程技术:
(1)工程地质学、岩土力学、钻探掘进工程学是地质工程学的基础学科,这就要求大力发展工程地质学、岩土力学、钻探掘进工程学理论和技术;
(2)大力发展工程地质勘察、测试理论和技术(包括物探、钻探及地质体物理力学性质、地应力、地下水测试、综合测孔技术、工程地质力学参数反分析技术);
(3)加速发展地质超前预报理论和技术,建立专门的地质超前预报公司和队伍;
(4)加速发展地质保护和改造理论和技术,建立专门的地质改造及保护公司和队伍;
(5)加速发展地质工程设计理论和技术,建立地质工程设计公司,开发各种设计软件,实现设计自动化;
(6)建立一批地质工程建设专门队伍,如:岩体地质工程建设专业队伍、土体地质工程建设专业队伍、复杂地质条件下地质资源采掘专业队伍、地质灾害防治专业队伍;
(7)发展信息化施工,建立动态地质信息监测公司和专业队伍;
(8)发展地质工程教育,在高等院校设立地质工程专业,大力培养地质工程建设专门人才。
21世纪的地质工程建设不论建设类型、规模和工程地质条件都是十分繁多、十分巨大和十分复杂的,为了适应地质工程建设需要,必须加速发展地质工程学理论和技术,当务之急是发展地质工程教育和结合地质工程建设开展地质工程理论研究和技术开发。

世纪地质工程学发展的瞻望

4. 世纪地质工程学发展的瞻望

地质工程是在20世纪80年代开始被认识的,最近才形成一门地质工程学学科。对它的认识、形成和发展是在国民经济建设中地质工程建设类型和规模不断增多和加大而逐步发展起来的。今天来说,地质工程学的形成还是初步的,还不完善,但是,它的发展是势不可挡的,原因就在于地质工程建设将与日俱增地迅猛发展。
资源、环境、人口将继续是21世纪的持续发展的重大问题,这是社会发展的必然,这里必然涉及大量的巨大的地质工程建设。如为了开发地质资源,矿山采掘深度将越来越大,我国煤炭开采深度已经超过1000m,21世纪将向2000m采深进军。水电开发规模亦将越来越大,工程地质条件越来也越复杂;我国水力资源80%分布于高山峡谷和高地应力、强地震活动的西南地区,一些大型的高坝坝基工程、地下厂房、深埋长大引水隧洞工程将频繁出现。南水北调工程将是21世纪势在必行的跨流域的综合性工程,其中绝大部分都是地质工程。平原区和高山峡谷地区的铁路、公路建设将加速发展;平原区的软土路基,高山峡谷地区的高边坡、深埋长隧洞工程将比比皆是;地质工程类型之多,规模之大,工程地地质条件之复杂将是惊人的。人们已经认识到地质环境是关系到人类的生存的大问题,山崩、滑坡、泥石流、采空区塌陷、水土流失、沙漠化的治理,实质上都是地质工程,更恰当地说,是环境地质工程,作为地质工程的一个重要分支——环境地质工程将应运而生。随着人口的不断增长,21世纪内地面空间利用将越来越紧张,地下空间的利用将是人们关注的焦点,城市地下停车场、多层地铁、地下仓库、地下商场、地下城市等将迅速出现,建设深度将达千米,地下空间的利用规模越来越大,地质工程问题越来越复杂。随着社会发展,经济建设规模日趋增大,地质工程建设中的工程地质条件日趋复杂,仅凭经验解决地质工程建设中的问题,越来越力不从心,这就要求有完整的地质工程学理论和地质工程技术指导解决这些问题,这是大势所趋,是不以人们意志为转移的客观规律。
为了满足大规模地质工程建设的需要,必须完善地质工程理论和地质工程技术。为了满足21世纪地质工程建设的需要,急需发展和完善下面几个方面地质工程理论和地质工程技术:
(1)工程地质学、岩土力学、钻探掘进工程学是地质工程学的基础学科,这就要求大力发展工程地质学、岩土力学、钻探掘进工程学理论和技术;
(2)大力发展工程地质勘察、测试理论和技术(包括物探、钻探及地质体物理力学性质、地应力、地下水测试、综合测孔技术、工程地质力学参数反分析技术);
(3)加速发展地质超前预报理论和技术,建立专门的地质超前预报公司和队伍;
(4)加速发展地质保护和改造理论和技术,建立专门的地质改造及保护公司和队伍;
(5)加速发展地质工程设计理论和技术,建立地质工程设计公司,开发各种设计软件,实现设计自动化;
(6)建立一批地质工程建设专门队伍,如:岩体地质工程建设专业队伍、土体地质工程建设专业队伍、复杂地质条件下地质资源采掘专业队伍、地质灾害防治专业队伍;
(7)发展信息化施工,建立动态地质信息监测公司和专业队伍;
(8)发展地质工程教育,在高等院校设立地质工程专业,大力培养地质工程建设专门人才。
21世纪的地质工程建设不论建设类型、规模和工程地质条件都是十分繁多、十分巨大和十分复杂的,为了适应地质工程建设需要,必须加速发展地质工程学理论和技术,当务之急是发展地质工程教育和结合地质工程建设开展地质工程理论研究和技术开发。